JPH0457620A - 放電加工制御回路および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電加工制御回路および方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の放電加工間隙制御技術は、ワイヤ電極と
被加工物とから成る放電加工間隙において安定な放電を
持続させるために、加工間隙に印加する間欠的な電圧パ
ルスを所定数計数し、また放電加工間隙が極めて狭い状
態であることを示す極間短絡信号を検出しその印加電圧
パルスを計数し、二つの計数値により短絡率を算出し、
短絡率が所定の値を越えたときから所定の時間のみワイ
ヤ電極と被加工物との間の相対的な移動速度を低下させ
るようになっていた。

第４図は、加工中の短絡率の時間推移”例を示すもので
種々の要因により、ｔ”Ｔｔ時に短絡率が増加し始め、
その後短絡率はそのまま増加し続け、遂には０点で断線
していることを示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般的に、短絡パルスが短時間に集中して発生する場合
すなわち短絡状態は、極間が極めて狭い状態であり、こ
の状態が長く続くと加工時間が長くなったり、ワイヤ電
極の断線が発生してしまうということになる。

上述した従来の放電加工制御回路は、所定数の電圧パル
ス印加サイクル数と所定数のサイクル中に発生した短絡
パルス数を計数し、電圧パルス印加サイクル数に対する
短絡パルス数の割合を短絡率としているので短絡が連続
して発生する場合は、放電加工間隙が極めて悪い状態で
あるにも関わらず、短絡パルス数が同数でかつ所定数の
電圧パルスの印加サイクルに於て平均的に短絡が発生し
ている場合と同一の短絡率となってしまい、連続する短
絡状態を検出するのが困難となり、又その短絡状態から
の回復も難しくなってしまうという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の放電加工制御回路は、加工電極と被加工物とか
ら成る放電加工間隙に間欠的な電圧パルスを印加して放
電開始電圧を検出する検出手段と、前記検出手段により
検出された放電開始電圧よりディジタルな放電加工間隙
長データに変換する変換手段と、前記検出手段により検
出された放電開始電圧より前記放電加工間隙の短絡を検
出し、予め設定された時間内に印加される電圧パルス数
と、短絡したパルス数を計数し短ｌ１ｌＩ率を算出する
第一の手段と、前記放電加工間隙の距離を移動させる位
置サーボ機構へ予め設定された移動速度で、前記変換手
段により得られた放電加工間隙長データに対応した位置
移動指令を出力する第二の手段と前記第一の手段により
算出された短絡率の値が所定の値を越えたときから所定
の時間のみ位置移動速度を低下させるべく前記速度指令
データを変化させる第三の手段とを備えた放電制御回路
において、前記予め設定された時間内に連続する放電間
隙短絡を計数し、連続短絡の計数値の最大値を記憶する
第四の手段と、前記第一の手段より得た短絡率と前記第
四の手段とにより得た連続短絡の最大値により最大短絡
率を得る第五の手段とを含んで構成される。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

直流電源８，９の正極側はそれぞれスイッチング素子で
あるトランジスタ１０．１１及び加工電流を制限する抵
抗１２．１３を介して被加工物に接続される。又、直流
電源８，９の負極側はワイヤ電極１５に接続される。従
って、トランジスタ１０．１１のゲート信号Ｖｓ□ｔ　
Ｖｓ□をオン・オフすると放電加工間隙に間欠的に電圧
パルスを印加できる。模擬極間信号Ｖ。Ｌは極間電圧Ｖ
、、を抵抗１８．１７で分圧して得られる。

コンパレータ５及び微分回路６は加工間隙に電圧パルス
を印加した後、放電開始を検出する回路で、模擬極間信
号Ｖ。Ｌと所定のしきい電圧ＶＤをコンパレータ５で比
較し、その出力が論理“１”から“Ｏ”に変化したとき
のみ微分する微分回路６を通じて放電開始信号が得られ
る。

又、コンパレータ４は、加工間隙がきわめて狭い状態即
ち短絡状態において加工間隙に電圧パルスが印加された
か否かを判別するための模擬極間信号ＶＯＬと所定のし
きい電圧Ｖｓを比較し、極間短絡信号を得ている。

そして、その極間短絡信号と前記放電開始信号はパルス
発生回路１にフィードバックされている。

パルス発生回路１の入力データであるＰ−ＤＡＴＡは、
種々の加工目的に応じて加工電流パルス幅、休止時間等
を上位中央処理部より与えられる。パルス発生回路の出
力Ｖｓｃｍ、ＶＳＯ４は前記トランジスタ１０，１１を
オン・オフさせるパルス源信号であり、プリアンプ２，
３を介して増幅され、トランジスタ１０．１１に入力さ
れる。

パルス発生回路１は、加工間隙が短絡状態か否かを判別
する目的で、まず第１の電圧パルスを印加するためＶＳ
（！１を“ＯＮ”にする。この第１の電圧パルスによる
電流は一般的に小さくしている。その後、加工間隙にお
いて正常な放電即ち短絡状態でない放電が発生したとき
前記の放電開始信号により、所定のパルス幅の第２の電
圧パルスを印加している。

第２の電圧パルスが“ＯＦＦ”したとき、第１の電圧パ
ルスも“ＯＦＦ″する。第１．第２の電圧パルスの“Ｏ
ＦＦ”状態は、加工間隙の消イオン化を図るため、所定
の休止時間だけ続く。その後、第１の電圧パルスを印加
し、前記の動作を繰返しながら被加工物を加工して行く
ことになる。

しかしながら、短絡状態においては、第１の電圧パルス
を印加しても加工間隙電圧は所望の電圧まで高くならな
いので、−コンパレータ４により極間レベル判定を行い
、その出力と短絡検出パルス（Ｓ−ＣＰ）とＡＮＤゲー
ト７で“ＡＮＤ”することにより極間短絡信号を発生さ
せている。前記短絡検出パルスは、第１の電圧パルスが
“ＯＮ”してから所定の遅れ時間後パルス発生回路１よ
り出力されるようになっている。

又、短絡状態で比較的大電流を流すとワイヤ電極が断線
する確率が高いのはよく知られている。

そこでパルス発生回路１は極間短絡信号が発生したとき
第２の電圧パルスのパルス幅を所定の値まで小さくする
ようになっている。

かくして、被加工物を加工していくと、加工間隙が所々
に拡大していき、放電頻度が減少するので、ワイヤ電極
と被加工物の相対位置を制御するための位置サーボ機構
として、ワイヤ電極または被加工物と機械的に結合され
たモータ２５．エンコーダ２６および制御回路２７が設
けられている。

放電サーボ制御部２１は通常上位中央処理部から、被加
工物の加工形状に応じた加工経路データ（ＰＡＴＨ−Ｄ
ＡＴＡ）と、主として被加工物と加工工程により決定さ
れる送り指定データ（Ｆ−ＤＡＴＡ）と、模擬加工間隙
信号Ｖ。ＬからＡＤコンパレータ１８を通じて得られる
ギャップデータ（Ｇ−ＤＡＴＡ）により、前記相対位置
を制御すべくモータ制御回路２７に位置移動指令を発生
させる。

カウンタ１９は、前記極間短絡信号のパルス数を計数す
るものである。又カウンタ２０は、正常放電、及び短絡
放電の全てを含んだ全放電パルス（Ｄ−Ｐ）を計数する
ものであり、全放電パルスはパルス発生回路１より出力
される。カウンタ１９、カウンタ２０とも放電サーボ制
御部２１からのカウントスタート信号（Ｃ−８Ｔ）が論
理“１”のときのみ計数可能となり、カウンタ２０の計
数データが所定の値になると、カウンタ２０は計数停止
になるとともに、カウンタ１９も計数停止信号（Ｃ−８
Ｐ）により計数停止されるようになっている。

カウンタ１９，２０の出力は、各々所定のデータ幅の短
絡パルスデータ（Ｓ−ＤＡＴＡ）と全放電パルスデータ
（Ｄ−ＤＡＴＡ）であり、放電サーボ制御部２１へ接続
される。

放電サーボ制御部２１は、主に加工経路の補間処理部２
２と、加工間隙電圧をＡ／Ｄコンバータ１８により変換
したギャップデータ（Ｇ−ＤＡＴＡ）により送り速度を
制御する速度制御部２３と、加工中の短絡状態を検出し
極間異常信号を発生させる短絡監視部２４とから構成さ
れる。補間処理部２２は加工経路に対し、最適な軸分配
方向の決定と速度制御部２３からの送り速度データに基
づき、モータ制御回路に軸分配指令を出力する。

ここで、本発明の特徴とするところは一点鎖線で囲むと
ころである。

加工間隙電圧レベル検出信号Ｓｄはインバータ２８によ
り反転され、ＡＮＤゲート２９において短絡検出パルス
（Ｓ−ＣＰ）と論理積をとり、正常放電発生検出信号Ｓ
ａを生成する。

正常放電発生検出信号Ｓａは、ディジタルコンパレータ
３２の比較イネーブル入力と、フリップ・フロップ３０
のトリガー人力とに接続される。カウンタ３１は、短絡
検出パルス信号（Ｓ−ＣＰ）をカウントし、正常放電発
生検出信号Ｓａによりカウントをリセットする。

つまりカウンタ３１は、連続発生する短絡検出パルスを
カウントし正常放電発生検出によりカウントを停止し、
カウント値をリセットするようになっている。又、その
カウント出力０ＵＴ１は、ラッチ回路３３及びディジタ
ルコンパレータ３２に接続され、正常放電発生検出時に
、それまでラッチ回路３３の出力０ＵＴ２に記憶保持さ
れていた連続短絡データとディジタルコンパレータ３３
により比較され、０ＵＴ２よりも０ＵＴＩが大きい値の
場合は、ラッチ）　ＩＪガー信号Ｓｃを発生し、０ＵＴ
１のデータを０ＵＴ２ヘセツトするようになっている。

またラッチ回路３３は、短絡監視部２４より出力される
計数開始信号（Ｃ−８Ｔ）によりリセットされるように
なっており、計数サイクールごとの連続短絡計数値の最
大値をその出力０ＵＴ２にセットする。

短絡監視部２４はカウンタ１９，２０からのＦ−ＤＡＴ
ＡとＤ−ＤＡＴＡとを周期的に検出し、短絡率Ｐｓ　（
Ｓ−ＤＡＴＡ／Ｄ−ＤＡＴＡ）を算出する。又、短絡率
Ｐｓでは、計数サイクルにおいて平均的に短絡が発生し
ている場合と連続して短絡が発生している場合の識別が
できない為、ラッチ回路３３からの出力である最大連続
短絡計数値（ＯＵＴ２）と短絡率Ｐｓより最大短絡率Ｐ
ｓ−ｍａｘ　（Ｐｓ＊　（ＯＵＴ２））を算出する。そ
してその短絡率Ｐｓ−ｍａｘが所定の値Ｐｓ−ＡＬを越
えたとき、速度制御部２３へ警報として極間異常信号を
送る。

速度制御部２３はその極間異常信号が発生していないと
き、所定のＦ−ＤＡＴＡとギャップデータ（Ｇ−ＤＡＴ
Ａ）とで定まる送り速度データを補間処理部２２へ送っ
ている。例えば、第２図において縦軸は送り速度（Ｆ）
、横軸はＧ−ＤＡＴＡで、送り曲線ＡがＦ−ＤＡＴＡの
基本Ｆ−ＤＡＴＡのＦ−０から得られる曲線であり、曲
線Ａの関数として送り速度データが定まる。

次に、前記の極間異常信号が短絡監視部より入力された
とき、正常時の送り曲線ＡからＦ−ＤＡＴＡの異常Ｆ−
ＤＡＴＡのＦ−１′により定まる送り曲線Ｂに切り換え
るようにしている。そして、所定の時間（復帰時間）後
再び元の”送り曲線Ａに復帰させている。その復帰時間
を定めるデータも異常Ｆ−ＤＡＴＡのＦ−１に含まれて
いる。

第３図は、加工中の短絡率の時間推移例を示すもので送
り速度を低下させるようにしているので短絡率Ｐｓ−ｍ
ａｘの値も徐々に低下させることができ、その結果ワイ
ヤ電極の断線を防止している。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、加工中における短絡放電
状態時に連続短絡状態を監視し、その短絡状態が連続、
集中するような異常状態になったとき、ワイヤ電極また
は被加工物の送り速度を、正常な加工中と異なる送り速
度に低下させることにより、ワイヤ電極の断線が発生し
やすい異常連続短絡を早く回避することが可能になり、
ワイヤ電極の断線の少ない安定なワイヤ放電加工ができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図及
び第３図は本発明の動作を示すタイムチャートとグラフ
、第４図は従来の一例を示すグラフである。 １・・・パルス発生回路、２，３・・・プリアンプ、４
．５・・・コンパレータ、６・・・微分回路、７・・・
ＡＮＤゲート、８，９・・・直流電源、１０．１１・・
・トランジスタ、１２，１３，１８，１７・・・抵抗器
、１４・・・被加工物、１５・・・ワイヤ電極、１８・
・・ＡＤコンバータ、１９，２０・・・カウンタ、２１
・・・放電サーボ制御部、２２・・・補間処理部、２３
・・・速度制御部、２４・・・短絡監視部、２５・・・
モータ、２６・・・エンコーダ、２７・・・モータ制御
回路、２８・・・インバータ、２９・・・ＡＮＤゲート
、３０・・・フリップやフロップ、３１・・・カウンタ
、３２・・・ディジタル轡コンパレータ、３３・・・ラ
ッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工電極と被加工物とから成る放電加工間隙に間欠
   的な電圧パルスを印加して放電開始電圧を検出する検出
   手段と、前記検出手段により検出された放電開始電圧よ
   りディジタルな放電加工間隙長データに変換する変換手
   段と、前記検出手段により検出された放電開始電圧より
   前記放電加工間隙の短絡を検出し、予め設定された時間
   内に印加される電圧パルス数と、短絡したパルス数を計
   数し短絡率を算出する第一の手段と、前記放電加工間隙
   の距離を移動させる位置サーボ機構へ予め設定された移
   動速度で、前記変換手段により得られた放電加工間隙長
   データに対応した位置移動指令を出力する第二の手段と
   前記第一の手段により算出された短絡率の値が所定の値
   を越えたときから所定の時間のみ位置移動速度を低下さ
   せるべく前記速度指令データを変化させる第三の手段と
   を備えた放電制御回路において、前記予め設定された時
   間内に連続する放電間隙短絡を計数し、連続短絡の計数
   値の最大値を記憶する第四の手段と、前記第一の手段よ
   り得た短絡率と前記第四の手段とにより得た連続短絡の
   最大値により最大短絡率を得る第五の手段とを備えたこ
   とを特徴とする放電加工制御回路。 ２、加工電極と被加工物とから成る放電加工間隙に間欠
   的な電圧パルスを印加して放電開始電圧を検出する検出
   手順と前記検出手順により検出された放電開始電圧より
   ディジタルな放電加工間隙長データに変換する変換手順
   と前記検出手順により検出された放電開始電圧より前記
   放電加工間隙の短絡を検出し、予め設定された時間内、
   に印加される電圧パルス数と、短絡したパルス数を計数
   し、短絡率を算出する第一の手順と、前記放電加工間隙
   の距離を移動させる位置サーボ機構へ予め設定された移
   動速度で、前記変換手順により得られた放電加工間隙長
   データに対応した位置指令を出力する第二の手段と、前
   記第一の手順によりにより算出された短絡率の値が所定
   の値を越えたときから所定の時間のみ位置移動速度を低
   下させるべく前記速度指令データを変化させる第三の手
   段とを備えた放電制御方法において、前記予め設定され
   た時間内に連続する放電間隙短絡を計数し、連続短絡の
   計数値の最大値を記憶する第四の手順と、前記第一の手
   段より植た短絡率と前記第四の手順とにより得た連続短
   絡の最大値により最大短絡率を得る第五の手順とを備え
   たことを特徴とする放電加工制御方法。